Satelliten- und Teleskoptechnik

 


Satellitenbus

Der Satellitenbus basiert auf einem bereits existierenden Bus, der allen Anforderungen an die Mission in der Basiskonfiguration erfüllt. Einzelne technische Komponenten werden für die Implementierung und Betrieb auf das Teleskop optimiert und angepasst. Eine große Herausforderung ist die Lageregelung des Satelliten, die eine Positionierungsgenauigkeit von 10 Bogensekunden erfordert sowie eine Nachführungs-stabilität von 0,1 Bogensekunden über 60 Sekunden.

Satellite Bus Public Space Telescope

Optik

Das Teleskop basiert auf einem Ritchey-Chrétien-Cassegrain Design mit einem Primärspiegel von 80cm. Der Spiegel ist mit einer für den UV-Bereich um 100nm geeigneten Oberflächenbeschichtung versehen. Ein axiales Refokussystem gestattet die Feinjustierung der Lage der Brennebene. Eine mechanischer Verschluss am Strahleneingang des Teleskops schützt alle optischen Systeme vor direkter Sonneneinstrahlung und Verunreinigungen.

Optic Design Public Space Telescope

Imager

Zur Nutzung stehen drei CCD-Sensoren zur Auswahl, die den Spektralbereich zwischen 300nm und 1.000nm abdecken. Für spezielle Anforderungen können Teilbereiche der Sensoren verwendet werden (RoI). Zusätzlich können für alle CCD-Sensoren Schmal- und Breitbandfiltern verwendet werden, die der Nutzer individuell für sein Beobachtungsprojekt auswählt.

Spektrographen

Das Teleskop ist mit einem Spektrographen ausgestattet, der eine präzise Beobachtung von Objekten im ultravioletten (UV) Spektralbereich zwischen 100 und 180 nm mit einer Auflösung R=50.000 bietet.


Imager Public Space Telescope
Satellite Bus Public Space Telescope

Technische Daten


Mission Public Space Telescope, 1st space telescope
Proposed Launch Date The project is working to a 2019 launch date
Mission Duration 5 years
Launch Vehicle / Launch System Arianespace VEGA from Kourou, as primary or secondary payload
Orbit LEO Sun-synchronous dusk-dawn, circular polar orbit,
“riding on the terminator”; 1403 km / 101.45° / 114 min
Payload Telescope: Optic and UV-Detectors



Spacecraft bus New design Telescope mounted on modified existing bus
Total mass incl. payload wet/dry 300 / 250 kg
Stabilisation 3-axis stabilized platform
Pointing Accuracy 10 arcsec
Pointing stability 0,15“ / 10 min & 0,075“ / 1 min
Attitude Control Reaction wheels, Gyro-System and Star Sensors
Orbit Control Power augmented Butane or Xenon propulsion,
50kg Xe/Butane, 20m/s delta-v
Flight Dynamics Rates Slew rate 0,5° / sec


Payload total mass 150 kg
Telescope Ritchey-Chrétien-Cassegrain-Telescope
Optical resolution Diffraction-limited resolution @ 500 nm: 0,2”/0,15”
Modulation Transfer Function Diffraction-limited in the VIS at 800mm aperture
Tube size ∅ 90 cm x 200 cm
Primary Mirror ∅ 80 cm
Secondary Mirror ∅ 10 cm
Mechanisms Refocus Primary and/or Secondary Mirror, axial only, Detector Shutters, Aperture Stop, Filter Wheel
Operat. Temperature of Detectors Active Thermal Control of Imagers: -70 °C (~200K)
Spectrograph High resolution UV spectrograph with R=20.000 (goal R=50.000)
covering the spectral range from 100 nm to 180 nm
Imager Two panchromatic with QE > 50% @ 300 nm ....1000 nm
Two monochromatic with QE > 70% @ 400 nm ....900 nm
One of which with BAYER matrix for one shot RGB imaging, for short exposures
and for fast exposure sequences with reduced ROI Set of 20 broad- and
narrowband filters for use with the imagers
Filter Set of 20 broad- and narrowband filters for use with the imagers
Dynamic Range 16 Bit / Pixel
Image correction / calibration On the ground: master bias, scalable dark, master flat fields
Electronic Components Interface Control Unit, Power-Mechanisms-Thermal-Calibration Control Electronics, Science Data Store



Ground to Spacecraft Via Svalbard
Frequency Allocation S-band for CMD Uplink and HK Telemetry Downlink
X-band for Science Data Downlink
Satellite tracking and ranging Via Svalbard & GPS
Orbital Maneuvers Via Svalbard
Coverage 1 contact per orbit




Public Telescope
Operations Control
Center (PTOCC)
Mission Operations Center (MOC) 
staff on a 24 hours a day, 7 days a week schedule
Science Operation Center (SOC) Location Munich, 
staff on a 8 hours a day, 7 days a week schedule




Observation Proposals Collect / select / implement into Mission Timeline,
optimize / schedule / execute required changes of attitude
Observation Execution Produce / upload / monitor execution of Timeline
Observation Data Store / download / calibrate / distribute / archive Data
Housekeeping Monitoring Spacecraft, S/W maintenance
FDIR Analyse Anomalies, Recover from Safemodes
Station Keeping Monitor SC Attitude, plan and execute Orbital Maneuvers



Datenübertragung

Die Datenübertragung zwischen Satellit und Erde erfolgt über die Bodenstation in Svalbard (Norwegen), die zirka alle 105 Minuten überflogen wird. Der Uplink von Kommandos zur Satellitensteuerung und für Beobachtungsaufträge sowie der Downlink von Telemetriedaten erfolgt im S-Band. Der Downlink von Beobachtungsdaten (Daten und Images) erfolgt mit eine höheren Übertragungsrate im X-Band. Von der Bodenstation in Norwegen werden die Daten an das Archiv übertragen und den Nutzern bereitgestellt.

Astronomische Nutzung

Die Nutzung des Weltraumteleskops durch die Wissenschaft erfolgt über ein Proposal System, worüber Beobachtungsvorschläge eingereicht und zugeteilt werden. Private Astronomen sowie Schüler und Lehrer benutzen das Teleskop über die Public Telescope Online-Plattform, über die Beobachtungswünsche eingegeben und verwaltet werden. Optional stehen nach der Beobachtung mit Bereitstellung der Daten und Bilder automatisierte Nachberarbeitungsprozesse sowie unter-
schiedliche Funktionen über das Bildarchiv zur Auswahl.

Satellite Bus Public Space Telescope
Satellite Bus Public Space Telescope

CAPITAL Editorial “Space Cowboys”

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Success Message Text